Klemmverbindung

Abstract

 Eine Klemmverbindung besteht aus mindestens zwei in einer Fügezone (6) zu verbindende Einzelprofile oder Baugruppen (1, 2) und mindestens zwei Fügeteilen (3, 4). Jedes Fügeteil (3, 4) weist im Querschnitt gesehen eine Pilzform auf, wobei am Pilzfuß (9) Seitenflächen (21a, b) als Anschlagflächen für die Stirnflächen (10, 11) der Einzelprofile (1, 2) und der Pilzhut (8) an der Außenseite (A) bündig mit der Außenfläche der Einzelprofile (1, 2) ausgebildet sind, während der Pilzhut (8) an der Unterseite zwei konusförmig nach unten sich erweiternden Stegräume (14a, b) aufweist, die sich zwischen den Anschlagflächen am Pilzfuß (9) und den an der Pilzunterseite nach Art einer Hutkrempe herausragenden Stegen (12a. b) ausbilden.
Jedes Einzelprofil (1, 2) weist an seiner zur Fügezone (6) hin gewandten Stirnseite (10, 11) je ein über eine Schulterfläche (16a, b) hinausragendes Kopfteil (20a, b) auf, das in den Stegraum (14a, b) eingreift, wobei die Fügeteile (3, 4) achssymmetrisch zur Fügezone (6) angeordnet und durch ein in dieser Achse wirkendes Befestigungsmittel verspannt sind. Die Kopfteile (20a, b) bzw. (20c, d) sind über die Schulterflächen (16a, b) mit den jeweiligen Stegen (12a, b) bzw. (12c, d) verhakt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Klemmverbindung bestehend aus mindest zwei über eine Fügezone 6 zu verbindende Einzelprofile 1, 2 und mindestens zwei Fügeteilen 3, 4, die mit einem senkrecht zur Ebene der Einzelprofile in der Fügezone angeordneten Befestigungsmittel 5, wie Schrauben oder dergleichen, verspannt sind.

[0002] Aus dem Aluminium-Taschenbuch, 14. Auflage, Seite 827, ist eine Klemmverbindung der eingangs genannten Art bekannt. Sie bildet eine kraftschlüssige Verklammerung der zu verbindenden Einzelprofile, die beispielsweise aus Fahrzeugbeplankungen oder anderen großflächigen Elementen bestehen, wobei das Befestigungsmittel senkrecht zur Beplankungsebene wirkt.

[0003] Die in Abbildung 12.1 des Aluminium-Taschenbuchs dargestellte Verbindung erfolgt an einem senkrecht stehenden Pfostenprofil, das als Strangpreßprofil ausgebildet ist und die Fahrzeugbeplankung in mehrere senkrecht unterteilte Abschnitte gliedert. Diese Pfostenprofile sind in der Bodengruppe verankert und können mit der Dachgruppe über besondere Randprofile verbunden werden.

[0004] Auf Seite 894 des Aluminium-Taschenbuchs sind Aluminium-Omnibus-Aufbauten gezeigt, bei denen durchlaufende Wandprofile mit speziell ineinandergehängten Verriegelungssystemen verbunden sind. Dabei wird ein nachträglich eingespritzter Zweikomponentenklebstoff verwendet, der gleichzeitig die Verriegelung bewirkt.

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache, wieder lösbare Klemmverbindung für durchlaufende Profile oder aus Profilen erstellt oder mit Profilen eingefaßte Baugruppen, insbesondere für die Verbindung von längslaufenden Strukturprofilen bzw. Wand-, Dach- oder Bodengruppen von Fahrzeugaufbauten, zu schaffen, die statisch und dynamisch belastbar ist und eine glattflächige Außenkontur ermöglicht.

[0006] Die Klemmverbindung soll vorzugsweise für Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeuge geeignet sein, bei denen seitliche Zug- und Druckkräfte, die beispielsweise bei Tunneldurchfahrten auf die Wand- und Dachprofile mit wechselnder Belastung einwirken, ohne Deformation bzw. Lockerung der Verbindung aufgenommen werden können.

[0007] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0008] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0009] Ein hervorstechendes Merkmal der neueen Klemmverbindung besteht darin, daß nur zwei Fügeteile benötigt werden, die als im wesentlichen identische Spannschienen ausgebildet sind und die in Verbindung mit mehreren im Abstand voneinander angeordneten Spannschrauben in Längsrichtung der durchlaufenden Einzelprofile verbunden sind, und daß nur die zwei Fügeteile (Spannschienen) für die Erzeugung von Durchgangsbohrungen, Sackbohrungen und Gewinde bearbeitet sind. Dies ist fertigungsfreundlicher und weniger toleranzanfällig als die spannende Bearbeitung an den eventuell sehr großen Baugruppen.

[0010] Es können großflächige Einzelprofile dauerhaft und verzugsfrei verbunden werden, da beim Anziehen der Klemmverbindung symmetrische Belastungen auf die Einzelprofile ausgeübt werden.

[0011] Vorzugsweise sind die Stirnseiten 10, 11 jedes der Einzelprofile 1, 2 in der Verbindungszone als glatte Strangpreßprofilabschnitte ausgebildet und mit zwei auf Schulterflächen 16a - d angeordneten und für die Verhakung ausgebildeten Kopfteilen 20a - d versehen. Die Schulterflächen 16a - d sind abgeschrägt und verjüngen sich konusförmig zum Kopfende der Schulterflächen 16a - d ein. Der Konuswinkel α zwischen der Fügezone 6 und der schrägen Schulterfläche ist unter folgenden Gesichtspunkten zu bestimmen:

a) Für eine hohe Kraftübertragung empfiehlt es sich, einen steilen Winkel zu wählen, damit die Pressung in der Konuswand eine hohe Kraftübertragung ermöglicht.

b) Um den Versatz zwischen den Fügeteilen und den Einzelprofilen an der Außenseite der Klemmverbindung so gering wie möglich zu halten, empfiehlt es sich, einen flachen Konuswinkel zu wählen. Als übliches Toleranzspiel zwischen den Oberflächen des Fügeteils und der Oberfläche des Einzelprofiles ist ein Toleranzbereich von ± 0,2 mm vorgesehen. Dieses Toleranzspiel kann nun noch weiter verringert werden, wenn auf der Oberfläche des Fügeteils eine elastische Nase 16 angeordnet ist. Für bestimmte Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn ein Dichtungsprofil 15 in die Spaltöffnungen 14 zwischen Fügeteil 3 und Einzelprofil 1 eingeschoben wird.

[0012] Gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß nur das außenliegende Fügeteil 3 als durchlaufende Spannschiene ausgebildet ist, während das innenliegende Fügeteil lediglich abschnittsweise auf der Gesamtlänge des Wandprofiles vorhanden ist. Dadurch kann der Materialeinsatz und damit das Gewicht der Klemmverbindung verringert werden, ohne daß bei der Verwendung von Innenverkleidungen ein optischer Nachteil auftritt.

[0013] Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Klemmverbindung druckdicht ausgebildet, weil durch die zumindest von der Außenseite her wirkende, durchgehende Preßfassung des Fügeteils 3 eine geschlossene Abdichtung an der Verbindung zwischen der Innen- und Außenseite der Wandprofile gegeben ist. Um jedoch bei korrossiver Umgebung jeglicher Art von Korrossionsangriff zu unterbinden, kann zusätzlich in den außenliegenden Spalten 14a, b eine Abdichtung 17 entweder elastisch oder als starres Dichtungsprofil vorgesehen werden.

[0014] Durch die Verwendung von horizontal angeordneten, frei zugänglichen Schraubverbindungen ist die vorliegende Klemmverbindung fertigungsfreundlich und wird beispielsweise mittels einer einfachen Abstandsvorrichtung in einem Arbeitsgang durch Einschieben der Fügeteile zwischen dem oberen und unteren Wandprofil hergestellt. Bei der Verwendung von innenseitig einschraubbaren Spannschrauben ist die erfindungsgemäße Klemmverbindung auch wieder lösbar, ohne daß irgendwelche Beschädigungen an den Oberflächen der zu verbindenden Einzelprofilteile auftreten.

[0015] Zur Sicherung der Klemmverbindung können zusätzlich Federringe, Umlegscheiben oder andere bekannte Maßnahmen, wie z. B. eine Verklebung, angewendet werden. Es ist jedoch bevorzugt an den Einsatz von hochfesten Spannschrauben gedacht, bei denen die erforderliche Vorspannung aufgrund der Federkennlinier bestimmt wird.

[0016] Wie bereits einleitend gesagt, ist daran gedacht, die Einzelprofile als Strangpreßprofile aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung herzustellen, so daß eine Nachbearbeitung dieser Teile nicht erforderlich ist. Die Fügeteile sollen vorzugsweise aus Stahl bestehen und sind daher leicht spanend zu bearbeiten. Sie müssen an der Konusfläche passend zu den Einzelprofilen ausgebildet sein, wobei auf das Toleranzspiel von ± 0,2 mm zwischen den Außenflächen der Einzelprofile und der Fügeteile zu achten ist.

[0017] Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Klemmverbindung mit Außenseite A und Innenseite B;

Fig. 2

Detailausschnitt eines Fügeteiles mit verlängerter Hutfläche;

Fig. 3

Detailausschnitt nach Figur 2 mit zusätzlichem Dichtungsprofil.

Fig. 4

Klemmverbindung mit einem Bauteil

Fig. 5

Perspektivische Ansicht geklemmter Einzelprofile in Längsrichtung

[0018] In Figur 1 ist eine Klemmverbindung zwischen den Einzelprofilen 1, 2 und den Fügeteilen 3, 4 über eine Spannschraube 5 dargestellt. Die Längsachse der Spannschraube 5 verläuft in Richtung der Fügezone 6. Sie weist an der Innenseite der Klemmverbindung einen Schraubenkopf 5a und an der Außenseite ein Gewindeteil 5b auf.

[0019] An der Außenseite A der Klemmverbindung sind zusätzliche Dichtungsteile 17a, b dargestellt, um die Spaltöffnung 14 zwischen Fügeteil 3 und Einzelprofil 1 abzudichten. Diese Dichtungsprofile 17a, b sind in einen als Pilzhut 8 ausgebildeten oberen Abschnitt des Fügeteils 3 eingelegt.

[0020] Wie aus Figur 3 erkennbar, hat der Pilzhut 8 an der Unterseite zwei wie eine Hutkrempe nach unten in Richtung Pilzfuß 9 sich erstreckende Stege 12a, b. Die Innenflächen 13a, b der Stege 12a, b sind abgeschrägt und bilden einen sich konusförmig erweiternden Stegraum 14a, b. Die Innenflächen 13a, b korrespondieren mit je einer Schulterfläche 16a, b, c, d die an der Unterseite des Kopfteiles der Einzelprofile angeordnet ist (Figur 2).

[0021] In Figur 2 ist die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung im Detail näher dargestellt. Man erkennt die Einzelprofile und die Fügeteile vor dem Zusammenbau, wobei an den beiden abgeschrägten Innenflächen 13a, b ein Konuswinkel angegeben ist.

[0022] Ferner ist in Figur 2 eine elastische Überlappung in Form eines Pilzhutrandes 18 an der Außenseite der Klemmverbindung zwischen der Fügeteiloberfläche und dem Einzelprofil dargestellt, wodurch sich der Spalt zwischen Einzelprofil und Fügeteil verringert und gleichzeitig eine im wesentlichen plane Oberfläche erzeugt werden kann.

[0023] In Figur 3 ist zur Verbesserung der Dichtigkeit zwischen Fügeteil und Einzelprofil eine elastische Dichtung 19 unterhalb des Pilzhutrandes 18 angeordnet. Beim Einbau des Fügeteils und beim Aufbringen der Spannkraft über die Spannschraube 5 wird der Pilzhutrand 18 elastisch verformt und dabei eine absolut dichte und nahezu ebene Fläche zwischen dem Einzelprofil und dem Fügeteil gebildet.

[0024] Aus Fig. 4 erkennt man eine erfindungsgemäße Klemmverbindung, bestehend aus zwei in einer Fügezone 6 verbundenen Profile, wobei das Fügeteil 41 im Querschnitt gesehen eine Pilzform aufweist, daß in einen entsprechend ausgebildetes Kopfteil 40a, 40b an den Stirnseiten der Profile 42, 43 eingreift. Das Profil 43 ist als ein Teil einer Baugruppe zu erkennen, die in einen quer zur Längsrichtung der Klemmverbindung übergehendes Wandteil 44 mündet.

[0025] Auch auf der gegenüberliegenden Seite der Klemmverbindung ist eine Baugruppe, ausgehend von dem Profil 42 zu erkennen. Die Baugruppe besteht aus einem plattenförmigen, in Längsrichtung der Klemmverbindung sich erstreckenden Seitenteil 45 und einem Traggerüst 46a, 46b. Weitere Anschlußmöglichkeiten bestehen in der angeformten C-Nut 47.

[0026] Fig. 5 zeigt eine Klemmverbindung in perspektivischer Ansicht im Teilschnitt, wobei die verbundenen Einzelprofile 51, 52 von dem Pilzhut 53, 54 in Längsrichtung zusammengehalten werden. Wie vorher erläutert, können anstelle der Einzelprofile 52 oder 51 auch Baugruppen zusammengefügt werden.

Ansprüche

1. Klemmverbindung, bestehend aus mindestens zwei in einer Fügezone (6) zu verbindende Einzelprofile oder Baugruppen (1, 2) und mindestens zwei Fügeteilen (3, 4), die mit einem Befestigungsmittel, wie Schrauben oder dergleichen, senkrecht zur Ebene der Einzelprofile in der Fügezone verspannt werden,
dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Fügeteil (3, 4) im Querschnitt gesehen eine Pilzform aufweist, wobei am Pilzfuß (9) Seitenflächen (21a, b) als Anschlagflächen für die Stirnflächen (10, 11) der Einzelprofile (1, 2) und der Pilzhut (8) an der Außenseite (A) bündig mit der Außenfläche der Einzelprofile (1, 2) ausgebildet ist, während der Pilzhut (8) an der Unterseite zwei konusförmig nach unten sich erweiternden Stegräume (14a, b) aufweist, die sich zwischen den Anschlagflächen am Pilzfuß (9) und den an der Pilzunterseite nach Art einer Hutkrempe herausragenden Stegen (12a. b) ausbilden,

daß jedes Einzelprofil (1, 2) an seiner zur Fügezone (6) hin gewandten Stirnseite (10, 11) je ein über eine Schulterfläche (16a, b) hinausragendes Kopfteil (20a, b) aufweist, das in den Stegraum (14a, b) eingreift und

daß die Fügeteile (3, 4) achssymmetrisch zur Fügezone (6) angeordnet und durch ein in dieser Achse wirkendes Befestigungsmittel verspannt sind, wobei die Kopfteile (20a, b) bzw. (20c, d) über die Schulterflächen (16a, b) mit den jeweiligen Stegen (12a, b) bzw. (12c, d) verhakt sind.

2. Klemmverbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Einzelprofile an ihren Stirnseiten identisch Querschnitte aufweisen,

daß die sich in der Fügezone senkrecht zur Ebene der Einzelprofile gegenüberliegenden Fügeteile identisch ausgebildete Querschnitte aufweisen und durch mindestens eine Spannschraube im Querschnitt und beliebig viele Spannschrauben in Längsrichtung miteinander verbunden sind, wobei in dem einen Fügeteil eine Sackbohrung mit Gewinde eingeschnitten ist und das andere Fügeteil eine Durchgangsbohrung mit Anschlagfläche für den Schraubenkopf aufweist.

3. Klemmverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß in die Spaltöffnung zwischen den Fügeteilen und den Einzelprofilen elastische Dichtungen eindrückbar sind.

4. Klemmverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Oberseite des Pilzhutes mit einer über die Spaltöffnung hinausragenden Nase versehen ist.

5. Klemmverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Einzelprofile als Strangpreßprofile aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.

6. Klemmverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Fügeteile aus Stahl, vorzugsweise einer Chrom-Nickel-Stahl-Legierung bestehen.

7. Klemmverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Fügeteile und/oder Einzelprofile aus Kunststoff bestehen.

Zeichnung